（本网讯）光谱，被誉为物质的“指纹”。在国防安全、智慧农业、智能制造等领域，能够看透物质本质的“光谱之眼”是国家核心竞争力的重要组成。然而，传统光谱成像设备往往面临“既要看得清，又要看得快，还要看得广”的世界性矛盾。
在西安工业大学，有这样一支科研团队——他们历时十余年，啃下了这块“硬骨头”。团队研发的高/多光谱成像系统，在芯片化、集成化上走出了一条原创之路。今天让我们共同走进这支刚刚荣获2025年陕西省科学技术进步一等奖的团队，一起看看他们十年磨一剑的攻关故事。
集结——一群人的“光”之使命
走进西安工业大学光电工程学院的实验室，各种精密光学元件在防震台上泛着幽蓝的光。实验台前，几位研究人员正俯身查看一组刚封装完成的微结构光谱芯片，显微镜下，那些比头发丝还细的沟槽排列整齐，像一座微缩的“光的迷宫”。这间整齐严谨的实验室，就是这支团队过去十余年的“主战场”。
“目标只有一个：突破光谱成像探测的核心技术，把‘光谱之眼’装在自己的装备上。”团队负责人刘卫国教授在项目启动会上这样定调。
破冰——在“无人区”里找路
立项之初，团队瞄准的是一个光谱成像技术难题：如何让光谱成像系统同时具备高时/空分辨率、高光谱分辨率和足够的能量利用率？
传统的光谱分光技术，依赖机械转轮或推扫式结构，不仅体积庞大，而且“顾此失彼”——想要光谱信息丰富，就得牺牲成像速度；想要看得快，图像就会变暗。这就像给高速奔跑的汽车拍清晰照片，还要同时分析出车身每一块漆面的物质成分。
“我们要做的，就是把这些笨重的‘大家伙’浓缩到一枚指甲盖大小的芯片上，还要让它看得比原来更准、更快。”团队核心教授回忆道。
然而，理想丰满，现实骨感。
困难来自方方面面。器件层面，传统的成像器件在弱光环境下噪声极大，信号被淹没在背景里；结构层面，如何在纳米级尺度上精确控制光路，让不同波长的光各走各的道，是一个巨大的工艺挑战；系统层面，光学设计、电路驱动、算法重构需要同步推进，任何一个环节的偏差都意味着全盘重来。
“曾经连续三个月做同一组刻蚀实验，结果批批报废，没有人说放弃。”另一位团队成员回忆，“刘老师带着我们把每一片报废的样品拿到显微镜下找原因，一片一片看，一个参数一个参数调。后来发现是环境温湿度对工艺产生了影响，就这么一个细节，我们折腾了三个月，初步实现了感知材料、器件结构和处理系统一体化集成。”
攻坚——当“拦路虎”遇见“拓荒牛”
解决了器件物理层面的问题，另一个“拦路虎”接踵而至：光谱维度信息如何瞬时获取？
传统的获取方式就像用筛子过滤颜料，每次只能通过一种颜色，效率极低。团队换了一个赛道思考：能不能设计一把“光学钥匙”，让不同波长的光在同一时刻、不同位置被“编码”识别？
这是一场从0到1的原创探索。查阅国内外文献，没有任何现成方案可以借鉴。
“既然没有路，我们就自己开一条。”年轻教师骨干说出了当时团队的心声。
经过无数次推演、建模、实验、推翻、重来，团队原创性地提出了光场高效编码调控新方法。通过算法重新“调制”入射光，让光带着特定的编码规则进入探测器。这样，探测器接收到的就不是一堆混杂的光强，而是带有坐标和波长信息的“数据包”。
这项技术的突破，标志着团队成功实现了光谱成像探测的片上集成，把光谱成像系统压缩成了一块集成了分光、调制、探测功能于一体的微型芯片。
“那段时间，我们团队就像接力赛跑一样。”博士生屠奔回忆，“做器件的把芯片做出来，做驱动的连夜调试电路，做算法的紧接着跑数据。大家谁也没有怨言，就是一个信念：把这件事干成。”
正是在这种默契的配合下，团队自主研发了多款高/多光谱成像系统。这些系统不仅在成本上大幅缩减，更重要的是，集成的光谱探测阵列芯片满足了小体积、低重量、高实时性光谱成像感知系统可用的技术和系统迫切需求，实现了光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率和能量利用率兼顾。
落地——从实验室到国之重器与百姓餐桌
科研成果如果只停留在论文和样机阶段，其价值是残缺的。
团队深谙此理。项目研制的十余年间，他们始终坚持“两条腿走路”：一边攀登技术高峰，一边俯身倾听产业需求。
“我们不是关起门来做研究。每隔一段时间，团队就会分头去对接科研院所和企业的实际需求，把一线的‘真问题’带回实验室。”团队负责产业对接的成员介绍。
目前，该成果已成功推广应用于国内多家科研院所和企业，在三大核心场景中落地生根：
在国防安全领域，系统应用于光谱伪装识别跟踪，能够精准辨别涂有伪装涂料的目标与真实植被、土壤的光谱差异。“肉眼看到的是绿色，但光谱看到的却是化学成分。”这种能力对于现代战场的态势感知至关重要。
在智慧农业领域，系统应用于基因育种环节。传统育种需要等待植株长大、结果才能筛选。而利用高光谱成像，可以在幼苗期通过对叶片光谱的细微分析，快速锁定高抗性或高产的优良单株，将育种周期大幅缩短。这被誉为“给种子做CT”。
在工业检测领域，团队与多家企业合作，将系统嵌入生产线，实现了对产品表面微米级缺陷的在线实时筛查，大幅提升了良品率，创造了显著的经济效益。
“作为团队一员，最高兴的不是拿奖，是听一线操作员说一句‘这设备好用’。”团队成员李世杰教授笑着说。
传承——实验室里的“星光”与课堂上的“烽火”
在这支团队里，还有一个朴素的共识：科研攻关和教书育人，是一体两面。
团队成员均承担着学院本科和研究生的核心课程教学任务。对于“教授必须上好课”这件事，团队从上到下有着高度一致的认知：“大学的核心是育人。科研做得再好，如果知识传递断了线，那就是失职。”
他们坚持将最前沿的科研烽火传回课堂。在《光电测试技术》等课程中，照本宣科被“带着课题进教室”的研讨式教学取代。
“我这学期讲的‘弱光探测原理’，用的就是我们在复合热电子增强实验里碰壁的真实案例。”梁海锋教授告诉记者，“学生会很兴奋，因为他们发现书上没有答案，而我们正在创造答案。”
这种教研融合的培养模式，结出了累累硕果。团队培育了一大批专业基础扎实、创新能力突出、综合素质过硬的优秀学子：
在“挑战杯”“互联网+”等顶级学科竞赛中，团队学生屡获佳绩；
毕业生成为业内知名企业和重点科研院所的“抢手货”，不少人已成长为技术骨干或项目负责人；
用人单位反馈：这批学生“上手快、后劲足、能扛事”。
荣誉——是句号，更是新的起点
2025年，科研团队斩获陕西省科学技术进步一等奖，在此之前，该项目已摘得陕西高等学校科学技术研究优秀成果特等奖，两项重磅省级科研大奖，是团队深耕科研一线十年的高光见证。
面对接踵而至的荣誉，团队全体成员始终保持清醒与理智，大家一致认为：这份奖项，为过去十年的科研跋涉画上了圆满句号，更为下一个十年的技术攻坚锚定了全新起点。
眼下，团队已前瞻布局片上光谱偏振一体化前沿研究，确立全新攻关目标：推动光谱分辨率提升一个量级，拓展多维探测信息获取能力。
“光谱成像领域全球竞争白热化，我们今日攻克了分辨率兼容难题，未来随时会遭遇全新技术瓶颈。”团队负责人刘卫国教授道出科研人的忧患意识，他坚定表示，只要科研梯队凝心聚力、接续奋斗，就一定能在国际赛道持续领跑、抢占技术制高点。
在这个追求“短平快”的时代，这支科研团队用整整十年潜心钻研，印证了一条硬核真理：事关国家安全的核心关键技术，求不来、等不来、换不来，唯有沉下心，一毫米一毫米打磨、一束光一束光淬炼，靠自主钻研、原始创新奋力闯出来。
比技术迭代、科研突破更为宝贵的，是无数个深夜凌晨坚守实验室、并肩攻坚克难的师生成员。他们甘愿隐于幕后、淡泊名利，不求台前聚光灯的追捧，以青春坚守、匠心深耕打磨大国装备，用原创科研成果守护国防光电领域安全。这份坐得住冷板凳、啃得下硬骨头的科研品格，正是西安工业大学坚守人民兵工精神、深耕国防特色学科、矢志服务国家兵器装备建设的生动缩影。
西安工业大学始终以军工报国为办学底色，持续搭建高水平科研平台、培育稳定接续的科研梯队、完善原始创新激励机制，为一代代科研工作者潜心攻关、追逐科技梦想筑牢坚实根基，源源不断为国家光电装备自主可控事业输送西工智慧、西工力量。
文：陈燕 图：受访团队 审核：冯婷 编辑：张萌
西安工业大学
党委宣传部
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